S3 ViRGE

S3 ViRGE，其名称代表视频与渲染图形引擎，是S3公司于1990年代中期推出的一系列图形芯片组。它是将2D和3D加速功能结合到主流个人电脑中的早期尝试之一，而非将专用3D硬件局限于专业工作站或昂贵的附加卡。该产品系列继承了S3成功的Trio64V+一代，保留了公司在传统VGA和Windows图形加速方面的优势，同时增加了实时三维渲染的硬件功能。 最初的ViRGE/325被设计为Trio64系列相对紧凑的继任者。它采用64位图形架构，集成了RAMDAC和显示电路，可通过帧缓冲接口使用最多4 MB的DRAM。其与Trio64的引脚兼容性使其对板卡制造商和OEM电脑制造商具有吸引力，他们寻求相对简单的升级路径。在普通的DOS VGA和Windows工作负载中，该芯片组在当时表现出色，当代比较常将其基于DRAM的2D加速性能置于市场前列。这帮助ViRGE获得了可观的OEM采用，尽管其3D能力竞争力较弱。 S3围绕S3D图形引擎推广了一个软件和品牌生态系统。获得S3D特定支持的游戏可以显示S3D标志，表明与ViRGE硬件兼容，并鼓励用户选择具有定制渲染路径的游戏。支持或增强的游戏包括《Terminal Velocity》、《Descent II》、《Monster Truck Madness》、《Tomb Raider》、《MechWarrior 2》、《FX Fighter Turbo》、《Terracide》、《POD》、《Incoming》和《Jedi Knight》等。这种软件支持得益于S3在PC图形市场的良好声誉，尽管该生态系统并未克服芯片组的性能限制。 ViRGE的3D硬件提供了纹理映射、透视校正、着色、过滤、mipmapping、alpha混合、雾化、Z缓冲和视频纹理功能。在简单场景中，使用纹理映射而不需要额外操作时，它可以胜过主机CPU执行的软件渲染。当启用透视校正、双线性过滤、深度效果或其他更复杂的处理时，性能急剧下降。基于VRAM的ViRGE/VX通过更快的RAMDAC可以提供更高分辨率的显示模式，但其较低的核心和内存时钟使其在某些3D工作负载中比更便宜的ViRGE/325更慢。 S3发布了多个修订版本，包括ViRGE/DX、ViRGE/GX和ViRGE/GX2。这些版本改进了透视校正、过滤、内存支持或总线特性，其中GX2是早期提供AGP电气支持的VGA芯片组之一。然而，AGP功能支持有限，且这些修订版本出现在竞争日益激烈的市场中。3dfx Voodoo Graphics、Rendition Verité以及id Software的Quake等要求苛刻的引擎的出现，暴露了ViRGE通用集成设计与更快的专用3D加速器之间的差距。Direct3D性能薄弱和缺乏OpenGL支持进一步降低了其在性能3D领域的吸引力。 尽管如此，该系列在OEM系统中销售良好，因为它将出色的2D加速、视频功能、显示支持和基本3D功能结合在单个面向主流的芯片组中。S3的高端图形策略后来转向Savage 3D，在ViRGE时期之后推出，而ViRGE衍生技术继续存在于Trio3D等产品中。ViRGE系列的生产在1990年代末逐渐停止。其历史重要性不在于领先的3D性能，而在于帮助将集成2D/3D图形加速确立为大众市场PC的标准期望。

S3在个人电脑图形领域的重大转型期间推出了ViRGE。早期的PC图形加速器主要专注于更快的2D窗口、位块传输、线条绘制、显示输出和视频播放。支持3D的游戏机成功以及PC游戏日益增长的雄心创造了对专用实时3D渲染的需求。S3的回应是扩展其成功的Trio64V+系列背后的架构，而不是设计一款专注于3D的板卡。 首款主要产品是ViRGE/325，于1996年推出。它结合了64位2D/3D引擎与显示控制器、RAMDAC、时钟电路、视频功能和PCI接口。其DRAM帧缓冲可支持最多4 MB，其封装和引脚与Trio64兼容，帮助板卡制造商重用现有设计。该架构还支持325变体上的VESA相关接口。在传统的VGA和Windows应用中，ViRGE受益于S3的既有专业知识，被视为性能出色的产品，尤其是在基于DRAM的加速器中。 S3以S3D名称营销3D部分，并鼓励游戏开发者添加硬件特定支持。公司使用S3D标志来标识兼容软件，几款商业游戏提供了增强的渲染路径。ViRGE可以执行纹理映射、平面和Gouraud着色、透视校正、过滤、mipmapping、alpha混合、雾化、Z缓冲和视频纹理。它还集成了S3 Streams处理器，用于流拉伸和混合等操作，以及支持常见视频格式和MPEG-1加速功能。 实际上，该架构的共享硅片必须同时服务于多种功能。芯片的很大一部分用于VGA控制、2D加速、内存和PCI接口、显示输出和视频处理。因此，剩余的3D实现与专用加速器相比受到限制。基本的纹理渲染可能有用，但涉及透视校正、深度效果或过滤的复杂场景会导致吞吐量大幅下降。基于VRAM的ViRGE/VX通过更快的RAMDAC提供了适合更高分辨率模式的显示能力，但其时钟配置可能使其在3D渲染方面比ViRGE/325更慢。 S3开发了连续的修订版以解决这些弱点。ViRGE/DX改进了透视校正行为，并通过公司的SmartFilter品牌提供了全速三线性过滤。ViRGE/GX增加了对更新的SGRAM和SDRAM技术的支持。ViRGE/GX2增加了早期的AGP支持，尽管其对AGP更高级功能的利用有限。这些产品改进了平台，但并未从根本上改变其在快速向专用高性能3D硬件发展的市场中的地位。 竞争随着3dfx Voodoo Graphics和Rendition Verité而加剧，而使用要求苛刻的引擎（尤其是Quake）的游戏使性能差异日益明显。ViRGE糟糕的Direct3D结果和缺乏OpenGL支持降低了其在爱好者和专业3D用户中的竞争力。S3在OEM系统中仍然成功，因为买家通常重视以低系统成本集成显示、视频、2D和基本3D功能。因此，该产品在商业上是有用的，尽管因3D速度弱而受到批评。 ViRGE系列在2000年左右逐渐退役。S3的高端替代策略转向Savage 3D，后者未保留S3D API，而ViRGE衍生品如Trio3D继续在市场上存在。该系列代表了一个重要的过渡世代：它帮助将2D和3D加速结合在普通PC中正常化，尽管在性能上被更专业的设计超越。

• 2000

  ViRGE系列生产逐渐停止

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  ViRGE系列在1990年代末退役，尽管相关衍生品在主系列结束后继续存在。

• 1998

  Savage 3D成为S3新的高端方向

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  S3将其高端图形策略转向Savage 3D，而ViRGE衍生品在低成本OEM领域仍然相关。

• 1997

  ViRGE/DX发布

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  DX修订版改进了透视校正，并相对于原始实现引入了全速三线性过滤。

• 1997

  ViRGE/GX和GX2修订版推出

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  后来的修订版增加了对更新图形内存的支持，GX2中增加了早期AGP电气兼容性。

• 1996

  ViRGE推出

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  S3推出ViRGE系列，作为早期大众市场芯片组，将成熟的2D加速与硬件3D渲染相结合。

• 1996

  ViRGE/325和ViRGE/VX发布

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  S3发布了基于DRAM的ViRGE/325和基于VRAM的ViRGE/VX变体，具有不同的内存设计、时钟、显示能力和封装实现。

• 1996

  推广S3D软件品牌

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  S3推广S3D图形引擎标志，以识别具有ViRGE特定渲染支持的游戏。

面向主流和OEM的图形加速，结合了当时强劲的2D Windows性能与入门级硬件3D和视频功能。

• 基于DRAM的PCI 2D/3D图形芯片组 · 1996

  ViRGE/325

  最初的主流ViRGE实现，是Trio64V+一代的继任者。它使用最多4 MB的DRAM帧缓冲，保留了熟悉的接口设计，并提供集成的2D加速、显示控制、视频功能和基本3D渲染。其出色的传统Windows性能帮助其在复杂的3D场景中性能有限的情况下获得了OEM采用。

• 基于VRAM的图形芯片组 · 1996

  ViRGE/VX

  早期ViRGE系列中面向VRAM的成员。它支持更多视频内存，并使用更快的RAMDAC以实现ViRGE/325上不可用的显示模式。其核心和内存时钟可能使其在3D渲染方面比更便宜的DRAM版本更慢，因此其主要优势在于显示和内存配置而非游戏速度。

• 修订版2D/3D图形芯片组 · 1997

  ViRGE/DX

  修订版ViRGE芯片组，旨在改善原始系列的3D缺陷。它增加了改进的透视校正处理和全速三线性过滤，以SmartFilter技术营销。DX比第一代ViRGE更快、更强大，但仍面临专用3D加速器的激烈竞争。

• 内存增强型图形芯片组 · 1997

  ViRGE/GX

  后来的ViRGE修订版，增加了对更新的SGRAM和SDRAM技术的支持。它延续了该系列的集成方法，结合了2D、视频、显示和入门级3D功能，面向主流和OEM系统。

• AGP图形芯片组 · 1997

  ViRGE/GX2

  具有早期AGP支持的ViRGE系列芯片组。其AGP实现主要限于电气合规性，并未广泛使用该总线的更高级功能。它代表了S3在后续架构提供更深AGP功能之前，使该系列与更新的PC平台标准保持一致的尝试。

• 1996S3D图形引擎品牌

  International PC gaming market

  S3推广S3D作为ViRGE芯片组增强游戏的公认软件和硬件兼容性标志。该标志旨在帮助购买者识别可以使用芯片组专有3D功能的游戏。

  结果. 该品牌吸引了许多PC游戏的支持，但并未使ViRGE在快速扩张的3D加速器市场中成为性能领导者。

  来源

• 1997

  通过DX、GX和GX2修订版迭代换代

  背景

  早期的ViRGE产品因在要求苛刻的3D工作负载中性能薄弱而受到批评，并面临越来越强大的竞争对手。

  采取的行动

  S3在DX中改进了透视校正和过滤，在GX中增加了更新的内存支持，并在GX2中引入了有限的AGP支持。

  后续影响

  这些修订版延长了该系列的市场寿命，但并未缩小与领先的专用3D加速器的差距。

  来源

• 1996

  推出集成的大众市场2D/3D加速器新品

  背景

  S3面临对能够实时3D渲染的PC硬件日益增长的需求，同时保持既有VGA和Windows工作负载中的强劲性能。

  采取的行动

  公司将其成熟的Trio导向设计扩展为ViRGE系列，集成了2D加速、视频和显示功能以及硬件3D引擎。

  后续影响

  这种方法在OEM系统和普通2D应用中效果良好，但共享架构限制了3D性能，无法与专业产品相比。

  来源

1. 1S3 ViRGEen.wikipedia.org